刍议光纤温度传感器的工作原理及应用

【前言】刍议光纤温度传感器的工作原理及应用由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。光纤温度传感器是一种我们经常运用的可以进行测量的测量仪器，它的应用范围可以说十分广泛。笔者现就光纤温度传感器来进行一个定义：光纤温度传感器就是运用高分子温敏材料覆盖在我们的光纤外面，但是这个高分子温敏材料必须要与我们光纤的折射率有关。这种材料覆盖在...

【摘要】光纤温度传感器自问世以来。主要应用于电力系统、建筑、化工、航空航天、医疗以至海洋开发等领域，并已取得了大量可靠的应用实绩。本文从光纤温度传感器的工作原理出发，结合自身工作经验就其在实际中的应用进行了简单分析。

【关键词】光纤;温度传感器;工作原理

一、引言

光纤传感器就是运用我们的光纤将我们的光射入到调制器当中，让我们测试的参数的温度和调制器的光进行作用后，我们的光的性质就发生了巨大的变化。比如光的强度发生了变化、波长也发生了变化等等，这也被我们平时称为调制信号光。我们的调制信号光再经由我们的光纤送入到我们的探测器当中，最后经过调制的光获得波测参数。光纤温度传感器自从被研发出来以后被广泛的应用与电力、石油化工、医疗、航天等多个领域，可以说为这几个领域的快速发展带来了巨大的成效。光纤温度传感器是一个新兴的领域，也可以说是一个永不衰败的领域。光纤温度传感器的市场十分巨大。国内为了更好的发挥光纤温度传感器的作用，已经对其进行了多年研究，也具有不少的研究成果，可以说在光纤温度传感器的灵敏性和测量的范围等问题上得到了很大的进步。但是这个研究是无止境的，随着应用的不断深入和普遍，对其灵敏性的研究还存在着一定的距离，我们必须要更进一步的促进光纤温度传感器使用的廉价、使用和准确。因此，笔者纤温度传感器的工作原理出发，结合自身工作经验就其在实际中的应用进行了简单分析。

二、光纤温度传感器的工作原理

光纤温度传感器是一种我们经常运用的可以进行测量的测量仪器，它的应用范围可以说十分广泛。笔者现就光纤温度传感器来进行一个定义：光纤温度传感器就是运用高分子温敏材料覆盖在我们的光纤外面，但是这个高分子温敏材料必须要与我们光纤的折射率有关。这种材料覆盖在光纤外面后，就将我们的光从一根光纤输入另一根光纤输出，这种温敏材料往往会受到温度的影响，如果收到了不同的温度其折射率也将会发生不同的变化，所以其输出的光功率与我们的温度存在着一个函数关系。它最基本的本质就是运用我们光纤中传输光波的振幅、相位、波长等特征对外界的环境因素的敏感特性。比如对我们的温度、压力等的敏感特性。光纤温度传感器原理主要有物性型光纤传感器原理和结构型光纤传感器原理。其物性型光纤传感器原理就是运用我们的光纤对当前环境的感性变化进行输入，并且将我们输入后的物理量等变为我们的光信号，它的工作原理是基于我们的光纤光调制效应，它是利用的外界因素改变时，其传光的特性发生变化。比如我们外界温度的差异、压力的差异、电场等实际情况。因此，如果能测出通过光纤的光相位、光强变化，就可以知道被测物理量的变化。这类传感器又被称为敏感元件型或功能型光纤传感器。结构型光纤传感器是由光检测元件与光纤传输回路及测量电路所组成的测量系统。其中光纤仅作为光的传播媒质，所以又称为传光型或非功能型光纤传感器。

三、光纤温度传感器的实际应用

（一）在电力系统中的实际应用

在我们的电力系统当中，我们需要对电力的温度、电流等基本数据进行检测，特别是对高压电器以及大型的机电的电子等进行温度的检测十分重要。由于我们传统的传感器常常会受到电磁的干扰，所以并不能够在这些场合进行使用。我们光纤温度传感器恰好具有抗电磁干扰这个功能，我们就可以运用这个功能进行电流以及电力温度的测试。特别是我们如果运用我们的进行专门的温度测试的分布式光纤温度传感器，它将能够对所测试的点的温度进行分布传感，如果我们利用了这一技术将可以对测量的线路的各个点的温度进行检测，精准度也将显得非常的高，有些甚至可以达到1度的水平。

（二）在电力设备安全监测中的应用

工农业生产中的许多电力设备（例如：高压开关柜、高压电缆等）都在高电压、大电流的状态下运行。由于在使用过程中的机械振动、触头烧蚀等原因，可能造成接触处温度升高，引起接触处氧化，使接触电阻进一步增加，温度进一步上升，继而出现局部熔焊或产生火花甚至电弧放电，殃及周围绝缘材料，最终造成电气设备的损坏，引发事故。在众多的电力事故中，因设备局部过热引起的停电检修时有发生。因此，对电力设备温度的监测，实行电力设备运行状态监测和故障诊断技术，意义重大。过去常采用“测直阻法”和“贴温度标签法”，随着电压等级的提高，这两种方法表现出明显的局限性。近年来，以红外测温为代表的非接触式测温仪得到了广泛的应用，但因辐射测温准确度受被检测表面发射率及环境条件（气象条件等）的影响较大，所以其检测结果的准确性会受到影响。

（三）光纤传感器在石油化工系统的应用

在石油化工系统中，由于石油井下环境的特殊，以及高温、腐蚀性等特点，我们如果使用我们传统的传感器进行井下的作业，将不会取得良好的效果。但是我们如果运用光纤本身的不带电、体积小、容易弯曲、抗干扰等优点来进行传感作业可以说将会取得巨大的作用。特别是在那些容易爆炸，容易燃烧以及空间狭小的地方使用，光纤传感器可以说具有不可替代的作用。正因为它的这些优点，光纤传感器在石油化工领域的应用十分的广泛，是一项很具有前景的新技术。

总之，目前，光纤传感器技术正朝着微型化、智能化低功耗、无线传输、便携式方向发展。然而由于解调技术还不够成熟，批量生产光纤传感器的厂家还很少，并且我国在技术上和生产能力上同发达国家相比还有较大差距，因此我国的光纤传感器行业任重而道远，但前途光明，潜力巨大。

参考文献

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作者简介：洪斌（1990―），男，贵州岑巩人，2014年毕业于贵州大学测控技术与仪器专业，工学学士，研究方向：电气信息测控技术与仪器。